高温深井降温技术及其经济性研究

作     者：陈效友 

作者单位：安徽理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：江昔平

授予年度：2013年

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

主      题：矿井降温技术 冷负荷 通风降温 二次换热 经济性分析 

摘      要：随着采矿工业的发展,矿井开采深度逐渐增加,综合机械化程度不断提高,地热和井下设备向井下空气散发的热量显著增加,各类矿井所面临的热害问题也越来越严重,矿内高温、高湿环境严重影响井下作业人员的身体健康,矿井热害逐渐成为与瓦斯、煤尘、顶板、火、水等同样严重的煤矿井下自然灾害。而且研究表明,矿井热害现已成为制约矿井开采深度的关键性因素。因此,为给井下创造一个可承受的工作气候环境,必须在矿井的生产周期中全面关注矿井热害问题,本论文就针对在矿井正常生产过程中所要面临的热害问题,在理论分析和实际数据分析的基础上,提出几种新型矿井降温制冷系统,分析各自的特点,找出合理的解决方式。 对井下影响井下热环境的主客观进行分析,从以下几个方面着手,即围岩散热、运输中的煤和矸石散热、空气的自压缩散热、地下热水散热以及人体和机械设备的散热等。在根据建筑环境学中关于人体热平衡的相关知识,综合评定井下热环境的相关参数。 结合实际淮南某矿井在生产运行中的实际数据,再根据前一部分中的相关理论关系式,计算出影响井下热环境的各部分热源的实际产热量,并与通风系统结合。分析通风系统对井下环境的影响,从而确定整个矿井机械降温系统的功耗,为下面选择合适的制冷降温系统做准备。 分别对矿井水冷却空调降温系统、低温空调降温系统、冰冷却空调降温系统以及冷热电联产降温系统进行分析,并详细说明了以上各种系统所涉及的设备、管道以及系统运行的影响因素等。 在前几部分的基础之上,结合现代经济评估方法,采用费用类经济评价方法综合生产实际应用问题对矿井降温系统进行经济评价。分析每种制冷降温系统的优势以及不足之处。 本论文在前人的基础之上,结合作者在矿山实习中产中所遇到的问题,从理论上分析得到矿井冰冷却空调降温系统结合冷热电联产技术在实际运行过程中最为经济,是最理想的矿井制冷降温系统,但是该系统仍然有很多问题有待进一步解决。